KR100938598B1 - 원적외선방사 수중 세라믹 히터 - Google Patents
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Abstract
원적외선 방사에 의한 열효율 증대의 효과가 얻어지며 세라믹층의 박리현상을 근원적으로 해결하도록, 전원이 공급되면 발열이 이루어지는 히터 본체와, 상기 히터 본체에 전원을 인가하기 위한 전선이 설치되고 외부의 전원과 연결되는 커넥터와, 상기 히터 본체에 끼워져 설치되고 세라믹재료로 형성되는 고리형상의 세라믹 고리를 포함하는 원적외선방사 수중 세라믹 히터를 제공한다.
수중 히터, 세라믹, 발아기, 수족관, 원적외선, 발열체, 열효율, 박리
Description
본 발명은 원적외선방사 수중 세라믹 히터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 히터 본체에 세라믹 고리를 설치하여 원적외선 방사에 의한 열효율이 크게 증대되고 내구성이 향상되는 원적외선방사 수중 세라믹 히터에 관한 것이다.
일반적으로 수중 히터는 액체상태의 물질에 직접 접촉하도록 설치하여 설정된 온도로 가열하는 장치로, 주로 어항이나 수조, 종자 발아기, 액체비료 제조장치, 미생물 발효장치 등의 온도를 일정하게 유지하기 위한 용도로 사용된다.
예를 들면, 수족관이나 음식점 등에 설치되는 간이수조에는 그 목적에 따라 관상어나 활어 등이 수조 내에서 최적의 상태로 서식할 수 있도록 수중 히터를 설치하여 수온을 조절하는 용도로 사용된다.
또 수중 히터는 수중에서 종자의 발아를 촉진시키기 위하여 적정 온도가 유지됨과 아울러 지속적으로 산소가 공급될 수 있도록 발아기 내부에 설치하기도 하며, 농가에서 손쉽게 얻을 수 있는 각종 폐사 가축 또는 과수 농가에서 버려지는 각종 열매 및 식물 등의 각종 부산물을 이용하여 액체비료나 미생물제제를 제조하 기 위한 용도 등으로 사용한다.
종래의 수중 히터의 예가 등록실용신안공보 제20-0288311호, 제20-0408843호, 제20-0438539호, 공개실용신안공보 제20-2008-0005572호 등에 공개되어 있다.
최근에는 히터의 표면에 세라믹을 코팅하여 원적외선 방사에 의한 열효율을 증대시키기 위한 연구와 제품개발이 이루어지고 있다.
그런데 히터의 표면에 세라믹을 직접 코팅하는 경우에 열팽창율이 큰 히터와 열팽창이 거의 없는 세라믹코팅층 사이의 열팽창율 차이로 인하여 세라믹코팅층이 쉽게 박리되는 현상이 발생한다.
본 발명은 상기와 같은 점에 조감하여 이루어진 것으로서, 히터 본체에 하나 또는 복수의 세라믹 고리를 설치하여 원적외선 방사에 의한 열효율 증대의 효과가 얻어지며 세라믹층의 박리현상을 근원적으로 해결한 원적외선방사 수중 세라믹 히터를 제공하는데, 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 원적외선방사 수중 세라믹 히터의 실시예는 전원이 공급되면 발열이 이루어지는 히터 본체와, 상기 히터 본체에 전원을 인가하기 위한 전선이 설치되고 외부의 전원과 연결되는 커넥터와, 상기 히터 본체에 끼워져 설치되고 세라믹재료로 형성되는 고리형상의 세라믹 고리를 포함하여 이루어진다.
상기 세라믹 고리는 1개 또는 2개 이상을 사용하는 것이 가능하다.
상기 세라믹 고리는 금강사, 장석, 백토 등의 분말을 혼합하여 가압 성형하여 고리형상을 제조한 다음, 1,200℃ 이상으로 가열하여 고리형상의 1차 구조물을 성형하고, 1차 구조물의 표면에 세라믹 도료를 도포하여 400℃로 가열하여 제조한다.
상기 히터 본체는 일부를 나선형으로 형성하는 것도 가능하다.
본 발명에 따른 원적외선방사 수중 세라믹 히터의 실시예에 의하면, 열팽창율이 큰 히터 본체와 밀착되지 않은 상태로 세라믹 고리를 설치하므로, 세라믹코팅 층이 박리되는 문제가 근원적으로 해결됨은 물론, 원적외선 방사의 효과도 충분히 얻는 것이 가능하다.
그리고 본 발명에 따른 원적외선방사 수중 세라믹 히터의 실시예에 의하면, 히터 본체의 발열이 광물인 세라믹 고리를 가열하는 간접적인 과정으로 이루어지므로, 사용 목적에 따라 여러 종류의 세라믹 도료를 용이하게 사용하는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 원적외선방사 수중 세라믹 히터의 실시예에 의하면, 광물에 의하여 형성되는 세라믹 고리에 다수의 기공이 형성되므로, 열의 전달면적이 넓어지고, 대상물질(액체)에 따라 다르게 되는 열의 전달과 극단적인 과열을 예방하는 것이 가능하다.
또 본 발명에 따른 원적외선방사 수중 세라믹 히터의 실시예에 의하면, 히터 본체의 일부를 나선형으로 형성하므로, 히터 본체의 표면열을 일정 용량(온도) 이하에서 제한하는 것이 가능하다.
다음으로 본 발명에 따른 원적외선방사 수중 세라믹 히터의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
먼저 본 발명에 따른 원적외선방사 수중 세라믹 히터의 일실시예는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 히터 본체(10)와, 커넥터(20)와, 세라믹 고리(30)를 포함하여 이루어진다.
상기 히터 본체(10)에서는 전원이 공급되면 발열이 이루어진다.
상기 히터 본체(10)는 전원이 공급되면 열을 발생시키는 니크롬선, 탄소발열체, 세라믹발열체, 텅스텐선 등으로 구성되는 발열선이 내부에 설치되는 발열구조로 이루어진다.
상기 커넥터(20)는 상기 히터 본체(10)에 전원을 인가하기 위한 전선이 설치되고 외부의 전원과 연결된다.
상기 커넥터(20)는 전원 단자로 기능한다.
상기 히터 본체(10) 및 커넥터(20)는 공지된 다양한 수중 히터의 구조를 적용하여 실시하는 것이 가능하므로, 상세한 설명은 생략한다.
상기 세라믹 고리(30)는 상기 히터 본체(10)에 끼워져 설치된다.
상기 세라믹 고리(30)는 세라믹재료로 고리형상으로 형성하여 사용한다.
상기 세라믹 고리(30)는 1개 또는 2개 이상을 사용하는 것이 가능하다.
상기에서 세라믹 고리(30)의 사용 수량(예를 들면 1~20개)은 사용되는 환경(액체의 종류, 가열 온도의 범위 등)에 따라 적정하게 선택하는 것이 가능하다. 예를 들면 원적외선 방사량이 많이 필요한 경우에는 세라믹 고리(30)를 많이 사용하고, 원적외선 방사량이 적게 필요한 경우에는 세라믹 고리(30)를 적게 사용하는 것이 바람직하다. 즉 세라믹 고리(30)의 사용 개수는 경제성과 열효율의 양측면을 고려하여 적정하게 선택하는 것이 바람직하다.
상기 세라믹 고리(30)는 길이(높이)를 1~20cm 정도의 범위로 설정하여 형성하는 것이 히터 본체(10)에의 삽입작업 등이 용이하므로 바람직하다.
상기에서 세라믹 고리(30)는 길이(높이)의 크기를 감안하여 적절한 사용 수 량을 설정하는 것이 바람직하다.
그리고 세라믹 고리(30)를 많이 사용하는 경우에는 제조원가가 상승하므로, 소비자가 요구하는 발열효율에 대응하여 적절한 수의 세라믹 고리(30)를 사용하는 것도 가능하다.
상기 세라믹 고리(30)는 금강사, 장석, 백토 등의 분말을 혼합하여 가압 성형하여 고리형상을 제조한 다음, 1,200℃ 이상으로 가열하여 고리형상의 1차 구조물(32)을 성형하고, 1차 구조물(32)의 표면에 세라믹 도료를 도포하여 400℃로 가열하여 코팅층(34)을 형성하는 과정으로 제조한다.
즉 상기 세라믹 고리(30)는 도 3에 나타낸 바와 같이, 내부에 광물로 형성되는 1차 구조물(32)이 위치하고, 표면에 세라믹 도료를 도포하여 이루어지는 코팅층(34)이 위치한다.
상기에서 1차 구조물(32)을 구성하는 광물은 분말로 사용하며, 예를 들면, 금강사:장석:백토의 중량비율을 8:1:1로 혼합하여 사용한다.
상기에서 백토는 1차 구조물(32)을 가압 성형할 때에 금강사와 장석 사이의 결합제로 작용하여 일정한 형상을 형성하여 1차로 유지하는 기능을 수행하고, 장석은 1,200℃ 이상으로 가열함에 따라 용융되어 금강사 사이의 결합력을 강고하게 유지시켜 1차 구조물(32)의 강도를 충분하게 유지시키는 기능을 수행한다.
상기에서는 주요한 광물로 금강사를 사용하고, 바인더로서 백토와 장석을 사용하는 것으로 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 용융점이 700℃ 이상인 다양한 광물을 적용하여 실시하는 것도 가능하다.
상기와 같이 제조되는 고리형상의 1차 구조물(32)에는 성형과 가열 과정에서 자연스럽게 다수의 기공이 형성된다.
일반적으로 수중에서 히터를 사용하는 온도는 400℃ 넘지 않으므로, 세라믹 고리(30)를 구성하는 장석이 다시 녹을 우려는 없다.
상기에서 1차 구조물(32)의 표면에 코팅하는 세라믹 도료는 시중에서 판매하는 다양한 세라믹 도료를 적용하여 실시하는 것이 가능하므로, 상세한 설명은 생략한다.
상기 1차 구조물(32)에 세라믹 도료를 도포하여 코팅층(34)을 형성한 다음 400℃로 가열하게 되면, 코팅층(34)이 건조되면서 내부의 1차 구조물(32)과 강고한 결합을 유지하게 된다.
상기와 같이 형성되는 세라믹 고리(30)를 설치하는 작업과정은 먼저 히터 본체(10)에 세라믹 고리(30)를 필요한 수만큼 설치하고, 커넥터(20)를 히터 본체(10)에 결합하여 방수처리하는 과정으로 이루어진다.
상기에서 히터 본체(10)와 세라믹 고리(30) 사이에는 도 4에 나타낸 바와 같이, 일정한 간격(38)이 존재하는 상태로 세라믹 고리(30)의 설치가 이루어진다.
따라서 세라믹 고리(30)는 일정한 위치에 고정되지 않고 히터 본체(10)를 따라 이동이 가능한 상태로 설치된다.
그리고 상기 히터 본체(10)는 일부를 나선형으로 형성하는 것도 가능하다.
상기와 같이 히터 본체(10)의 일부를 나선형으로 형성하게 되면, 동일한 부피에서도 히터 본체(10)의 길이를 길게 형성하는 것이 가능하므로, 전체적인 발열 량에 비하여 히터 본체(10)의 표면온도(표면열)를 낮게 유지하는 것이 가능하다. 따라서 실제적으로 히터 본체(10)의 내구성이 크게 증대되는 효과도 얻어진다. 예를 들면, 동일한 부피에서도 히터 본체(10)를 나선형으로 형성함에 따라 길이가 길어지고, 이에 따라 히터 본체(10)의 표면적이 넓어져 가열물인 액체와의 접촉면적이 넓어지고, 표면 온도를 낮게 유지하여도 액체와의 열교환되는 발열량을 동일하게 유지하는 것이 가능하다.
그리고 본 발명에 따른 원적외선방사 수중 세라믹 히터의 다른 실시예는 도 5에 나타낸 바와 같이, 내부에 광물로 1차 구조물(33)을 통형상으로 형성하고, 표면에 세라믹 도료를 도포하여 이루어지는 코팅층(34)이 위치하는 세라믹 발열통(31) 안에 히터 본체(10)를 삽입하여 이루어진다.
상기에서 통형상의 1차 구조물(33) 및 코팅층(34)은 상기한 일실시예와 마찬가지의 구성으로 실시하는 것이 가능하므로, 상세한 설명은 생략한다.
상기와 같이 세라믹 발열통(31)을 구성하면, 히터 본체(10)의 발열이 이루어질 때 세라믹 발열통(31)에서 원적외선이 방출되어 가열효율이 크게 증대되는 효과가 얻어지며, 히터 본체(10)가 가열물인 액체와 직접 접촉하는 것을 방지하는 것도 가능하다.
상기에서는 본 발명에 따른 원적외선방사 수중 세라믹 히터의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.
도 1은 본 발명에 따른 원적외선방사 수중 세라믹 히터의 일실시예를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 원적외선방사 수중 세라믹 히터의 일실시예를 나타내는 측면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 원적외선방사 수중 세라믹 히터의 일실시예에 있어서 세라믹 고리를 나타내는 횡단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 원적외선방사 수중 세라믹 히터의 일실시예에 있어서 히터 본체와 세라믹 고리의 결합상태를 나타내는 종단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 원적외선방사 수중 세라믹 히터의 다른 실시예를 나타내는 단면도이다.
Claims (6)
- 전원이 공급되면 발열이 이루어지는 히터 본체와, 상기 히터 본체에 전원을 인가하기 위한 전선이 설치되고 외부의 전원과 연결되는 커넥터와, 상기 히터 본체에 1개 또는 2개 이상 끼워져 설치되고 세라믹재료로 형성되는 고리형상의 세라믹 고리를 포함하고,상기 세라믹 고리는 금강사, 장석, 백토의 분말을 8:1:1의 중량비율로 혼합하여 가압 성형하여 고리형상을 제조한 다음 1,200℃ 이상으로 가열하여 성형되는 1차 구조물과, 상기 1차 구조물의 표면에 세라믹 도료를 도포하여 400℃로 가열하여 형성되는 코팅층으로 이루어지는 원적외선방사 수중 세라믹 히터.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,상기 히터 본체는 일부를 나선형으로 형성하는 원적외선방사 수중 세라믹 히터.
- 전원이 공급되면 발열이 이루어지는 히터 본체와, 상기 히터 본체에 전원을 인가하기 위한 전선이 설치되고 외부의 전원과 연결되는 커넥터와, 상기 히터 본체가 내부에 삽입되고 세라믹재료로 형성되는 통형상의 세라믹 발열통을 포함하고,상기 세라믹 발열통은 금강사, 장석, 백토의 분말을 8:1:1의 중량비율로 혼합하여 가압 성형하여 통형상을 제조한 다음 1,200℃ 이상으로 가열하여 성형되는 1차 구조물과, 상기 1차 구조물의 표면에 세라믹 도료를 도포하여 400℃로 가열하여 형성되는 코팅층으로 이루어지는 원적외선방사 수중 세라믹 히터.
- 삭제
- 청구항 4에 있어서,상기 히터 본체는 일부를 나선형으로 형성하는 원적외선방사 수중 세라믹 히터.
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2009
- 2009-08-20 KR KR1020090076996A patent/KR100938598B1/ko not_active IP Right Cessation
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